没有涡扇-15的歼-20算得上五代机吗?能否实现超音速巡航?

天下布武


没有涡扇15的歼20也算是五代机(国际标准),虽然不一定能够实现长时间的超音速巡航,但是也能实现短时间的超音速巡航,毕竟超音速巡航本身就不是全程的,都是有时间限制的,不过歼20战斗机在其他性能上还是能够压倒其他五代机的。


歼20最大的特点是电子设备先进,他的雷达拥有侧阵列,而且也设置了机翼外缘上的雷达副天线,这些雷达全部是AESA有源相控阵体制,由于部署了雷达侧阵列,因此歼20的雷达探测角度和范围要比F22和F35大很多,凝视效果也更好,可以集中波束面对已经发现的敌人,能够对不同方向的敌人作出快速的反应,甚至可以机头不对敌人就能发射导弹。同时,歼20的雷达集成度要比同样拥有侧阵列雷达的苏57战斗机要高很多,整体更加先进。


歼20在雷达系统之外,还搭载有固定的EODAS和EOST红外/光电探测跟踪和火控系统,能够在面对不同类型的目标时,有更多的探测和打击选择,比如在面对雷达隐身的战斗机时,可以通过探测红外信号去发现和打击敌机。歼20的这套设备在世界上的五代机中只有F35有,F22和苏57都没有,只能依靠挂载外挂的吊舱来实现类似功能,但是一旦挂载吊舱,就意味着隐身性能大打折扣,所以歼20的电子设备比其他五代机都要强大。


歼20的设计中全动垂尾是一大亮点,世界上有类似设计的只有苏57,歼20是现役战斗机中唯一有全动垂尾的,苏57都还没有服役呢。他的全动垂尾可以部分取代矢量发动机的功能,而且可以在飞机不同的飞行状态下选择不同的气动设置,使得歼20不但大大提高了爬升率和转弯盘旋性能,而且还提高了俯冲和超音速性能。歼20虽然有鸭翼,但是他没有平尾,因此在翼面上并没有比常规布局战斗机增加,对于隐身的影响并不大。


歼20发动机虽然不是涡扇15,但是太行WS10B或者99M2发动机也能够提供足够的推力,即便是不能实现F22那种长途时间的超音速巡航,但是实现类似于台风战斗机那种半个小时以上的超音速巡航还是不难的,毕竟发动机推力也是14吨级别的,不算小了,要知道F22A刚服役的时候,F119的推力也就15.5吨,F22A都能籍此实现长时间超音速巡航,歼20自然也能实现短时间的超音速巡航。

因此,歼20是标准的五代机。


海事先锋


首先,没有涡扇-15的歼-20仍然是五代机,因为作为五代机的关键性能一个都不少。歼-20现在装备的不是涡扇-15,J20从试飞一直到部队服役都是时用的都是WS10B。只是试飞刚开始没有装备矢量喷口,在试飞的后段才换装了矢量喷口(这方面请参看本文末尾链接中相关文章(1))。关于J20试飞和装备部队用的什么发动机,到现在网上一直有各种不切实际的猜测,有说是AL31FN的,有说99M1的。关于这个问题实际上是有官方标准答案的,早在2011年央视国防军事频道就曾经公布过J20发动机的型号,讲的非常清楚,用的就是WS10B。(关于这点本文末尾视频链接中有当年电视录像可供参考(2))

第二个问题,WS10B的性能如何,这个问题也有官方标准答案。去年深圳卫视在介绍J10C服役时公布过WS10B的性能,其中间状态推力为90千牛以上,加力推力144千牛。(关于这点本文末尾视频链接中有深圳卫视电视录像可供参考(3))

第三个问题,装备WS10B的J20性能如何,能否有效抗衡F22。WS10B的中间状态推力为90千牛以上,加力推力144千牛,推重比8.8左右。如果大家对发动机技术有所了解,就应该知道,这个WS10B的核心机肯定已经不是原来太行发动机的核心机了。因为90千牛的中间状态推力超出太行发动机太多了,靠太行原来的核心机已经不可能做到了,太行发动机的中间状态推力只有7.5吨左右,需要提高20%以上,这个只能靠高推核心机了。中间状态推力提高25%,就相当于推重比从8提高到10,已经是跨代了。(这方面请参看本文末尾链接中相关文章(3))。F22配套发动机F119 的中间状态推力为105KN,加力推力155.7KN。显然J20发动机性能上是有差距的,但是话说回来,战斗机性能的比拼是从系统顶层性能开始的,不是从零部件开始的。F119发动机性能是超过国WS10B的这点是没错,但是战斗机的飞行性能不光要看发动机,还要看气动设计。例如F35战斗装备了10个推重比的F135,但是F35最大飞行速度只有1.6马赫左右,超巡就不用提了。所以我们还是要看看气动设计。

关键是整机的阻力系数。J20和F22两架飞机的机身截面形状相似,尺寸也差不多,但F22为了获得更好的视野加高了座舱下方机身,这会增加阻力。J20机身长度在20.5米左右,F22是18.9米。J20因为采用三维轴对称矢量喷口,所以机身尾部阻力要大于F22,总体上J20整机长宽比更大,有利于减少超音速飞行阻力。J20的翼展在12.88米左右,F22在13.56米,J20翼展更小,而且J20机翼后掠角度更大,这样波阻更小。J20机翼面积约为68平米,F22机翼面积为78平米,J20鸭翼面积也比F22平尾面积小,所以就水平翼面摩擦阻力来说J20占很大优势。J20采用全动式垂尾,面积只有F22一半左右,虽然多出了腹鳍,但即使两者相加面积仍然要远小于F22的垂尾,而且,J20垂尾和腹鳍后掠角度都很大,所以无论波阻、摩擦阻力都要比F22的垂尾小的多。两架飞机的气动布局完全不同,F22是常规气动布局,J20是鸭式气动布局。常规气动布局中平尾为了配平产生的升力是负的。为了产生负升力需要付出配平阻力的代价。而鸭式气动布局鸭翼和机翼的升力都是正的,完全没有这个问题。

综上所述,J20的气动设计要比F22的气动设计先进不少,整体阻力系数更小,估计有百分之十几的技术优势。配合WS10B,J20仍然能够获得不低于F22的超音速巡航能力和最大飞行速度。配合差动鸭翼和三维矢量推力喷管,J20在近距离空中格斗中仍然能够取得优势。所以对J20来说,目前的WS10B性能是足够的。当然,如果将来能够换装WS15发动机J20就可以取得更大的技术优势,这就属于锦上添花了。目前J20 2021号原型机正在试飞WS15发动机,此阶段WS15中间状态推力为108千牛,加力推力156千牛(这方面请参看本文末尾链接中相关文章(4))。

按照去年刘大响院士透露的消息。WS15将在2至4年后定型,这样意味着,到时侯WS15已经完成小批量试用可以大批量生产了。

(1) J20发动机的尾喷口 | J20 VS F22 专题

https://www.toutiao.com/i6681914474326131212

(2)J20的过渡动力 | J20 VS F22 专题

http://www.365yg.com/i6682339658405249550/#mid=1588955036895240

(3)涡扇十五三步曲 | J20 VS F22 专题

http://www.365yg.com/i6682340951840522765/#mid=1588955036895240

(4)WS15发动机的性能推算 | 航空发动机专题

https://www.toutiao.com/i6684767904296075783/

如果大家对J20 与 F22性能对比感兴趣,关注本头条号,在J20 VS F22 专题中共计有20篇左右内容可供参考。


搞科普的IT民工


歼-20能否实现正真意义上的超音速巡航成为军迷十分关心的问题。根据美军定义,超音速巡航指战斗机在不开加力的情况下,以1.5马赫以上速度进行持续30分钟以上的超音速飞行。未装配涡扇-15的歼-20战机是否能达到这个指标,并没有公开的信息。红龙根据一些零零碎碎的信息为大家作一分析:

据公布的歼-20相关图片显示,该机已经配备的国产涡扇-10B发动机,单发推力虽然较早期型号有一定提升,大约不到8吨,但这个数据与国外某型发动还有2吨的差距。机上歼-20拥有更高的起飞全重,现阶段歼-20实现超音速巡航是比较困难的。

关于歼-20超音速的问题,有三句话让红龙印象深刻。歼-20飞行员接受采访时,非常骄傲地说:“进入超音速就是她的天下。”歼-20就是为超音速作战而“生”的战机,细长机身为超音速机动与巡航提供了优异的气动布局,但该飞行员并没有直接称歼-20已经实现了超速巡航。央视在宣传片中表示,歼-20战机能现实1分钟战斗巡航52公里,这是飞出了2.55的速度,已经是现役五代机的最高速度了。但是第三代战机在开加力的情况下也能超音速飞行5分钟,我们仍然不能得出歼-20可以非加力超音速巡航的结论。“1分钟战斗巡航52公里”大概率是在全加力状况下形成的。加力的频繁使用,会加大发动机的定期检修频率,缩短发动机的使用寿命,这也是歼-20不得不面临的窘境。

第三句话是美空军一位高阶军官的狂言:“加力喷火的歼-20将是我们红外弹绝妙的目标。”为什么说这句话有点狂,有必要分析一下超音速机动与巡航的战术意义。超音速机动在空战中主要作用就是短时间获得优势攻击位置,处于劣势位置的战机不管你怎么超音速机动,都很难摆脱在新一代红外成像导弹的追击。所以说超音速机动主要用于攻击而不是逃逸,那红外特征高低也就不那么重要了。再说了,红外隐身本来就是伪命题,某型战机通过各项措施最多也就降低了20%的尾喷管红外辐射,仍然不足以挑战红外弹线列或面阵导引头的敏感度。

猴子的屁股:红彤彤的尾喷口

红外弹眼中的战机

超音速巡航主要作用是快速突防,或迅速脱离战场。如果不能实现非加力超音速巡航,较长时间加力超音速也能部分达成上述两项战术目的,何况歼-20是飞得最快的五代机。换句话说,能否实现非加力超音速巡航并不对五代机性能发挥起到决定性作用,相比隐身性能、超机动性与超信息优势,超音速巡航属于次要指标。所以说,即使不能实现非加力超音速巡航,对歼-20战斗力的形成不会起到颠覆性的影响。

随着国产发动机的好消息不断传出,涡扇-15将很快将装备使用,而且是推力矢量的涡扇-15。届时不管是超音速机动,还是非加力超音速巡航指标,都将得到明显提升,歼-20的最后一个短板将被补齐。


红龙军团长


我来回答你的提问,而且有理有据,不人云亦云,让你感觉有道理。语言应该不专业,但是自己的想法。

歼20就是正宗的5代战斗机,而且是F22和F35二者长处的结合体,而且还有自己的特点。

首先看体积,歼20是所有五代机最大的,主要是长度比F22大1/5,宽度差不多,这样的体型,有利于超音速飞行。这样大的体积,载油肯定多,作战半径大,弹仓大,西方开始见到歼20,以为是中小型轰炸机。F22的先进性,F35能用的时代技术,几乎融入歼20于一体。还有很多自己的先进性技术,比如战斗机的喷漆,远远强于其他五代机。苏57没有,F22和F35易脱落。



下面主要看发动机。歼20目前应该用过两种发动机,在型号验证机用的是俄罗斯的AL31F,最大推力12.5吨,当时是最稳定的,首飞因为要的是安全。到了原型机阶段,用的应该是涡扇10B,因为性能要好一些,经过多年发展,质量已经稳定提高,推力应该到了14.4吨,涡扇10A是13.2吨。

有人说F22能超音速巡航,因为推重比达到10,这是最蒙人的,不能只看推重比,而是要看推力,推重比只说发动机本身先进,放在整架飞机上就不一定了,要整体看推力,要看整体的推重比,要看整个是不是超过了1,或者比1更大。F22的F119发动机,达到15.5,不论推重比,还是整体推力,都比中国的涡扇10B好,多了一吨多,但也没有差太多。还有一个问题,发动机千万不要看最大推力,最大推力是加力推力,而超音速巡航是不开加力的,所以要看中间推力,涡扇10是8吨多,F119是10吨多,不过还是性能好。



还要看外形。歼20的主机翼是尽量后推的,几乎到了尾部,这就是为了超音速巡航做准备的。类似的还有几十年前著名的协和客机和SR71黑鸟,以及俄罗斯的米格31,他们都是能够超音速巡航的,他们都是主机翼后推,它们的超音速巡航都是两倍音速以上。还有一个机翼后掠角度,角度越大越利于超音速,歼20达到了60度以上,F22角度没那么大,应该在40度左右。

黑鸟



由此得出结论,现在的歼20超音速巡航没问题,只是性能低一点,可能没那么快,可能在1.2倍音速左右,而F22达到1.6倍音速。所以在等待涡扇15,期待更大的超音速巡航。这就是我认为的歼20。


大志远思想空间


歼-20和运-20是我国航空工业发展的集大成之作,目前已经正式装备解放军空军,并双双形成初步作战能力,成为中国空军的明星装备。

我国陆海空普遍存在一个心脏病问题,这也是国内外媒体广为诟病的一个领域,从陆军坦克、到海军舰艇动力系统,再到空军航空发动机,国人普遍缺乏自信,对于国内产品并不怎么认同,故而歼-20面世后,是否具备超音速巡航能力成为探讨歼-20是否是五代机的核心争论点。

参照美国有关新一代隐形战机的“4S”标准,即隐身性、超音速巡航、超机动能力和超信息感知优势;我国对五代机的定义类似但有所不同,我们更为强调战机的超敏捷性、可操控性以及信息化水平,因此歼-20是一款我国标准不折不扣的五代机,参照美国标准也基本达到各项指标。

首先,谈超音速巡航能力。我国歼-20受制国产发动机研制进度限制,无论是发动机推重比还是战机巡航速度,都弱于美国F-22和俄罗斯的苏-57,因此我国创造性的选择了以气动设计弥补发动机动力不足的发展思路,属于典型的气动布局超音速巡航设计。

这一点在歼-20较大的机身长宽比设计上表现的淋漓尽致,从气动学角度来看,较大的机身长宽比能够为战机带来优秀的高速机动性能和超音速巡航能力,我国歼-20机长接近21米,翼展约15米,单纯从气动布局设计角度来看,歼-20的超音速巡航能力应该是最好的,但由于发动机推力问题,歼=20只具备较低的超音速巡航马赫数,在新型发动机未装配之前,很难在数据上与F-22和苏-57争上下。

其次,隐身性能是衡量五代机的核心指标,这也是新一代战机的核心技术。具备隐身性能尚且可称为五代机,但是不具备隐身性能,无论其他指标再高大上也是个半成品,顶多是个4+++。由于歼-20采用我国独创的小展弦比升力体边条鸭翼式布局,在刚诞生之初,外界对其隐身性能一直持有怀疑态度,因为从气动布局上看,歼-20的一对小鸭翼破坏了全机的整体隐身布局,实际上,通过加装独特的鸭翼升力体边条,结合大后掠角、小展弦比设计,很好的解决了鸭翼与隐身性之间的矛盾,兼顾了超亚音速机动性能和隐身性能。

此外歼-20采用了类似F-22的菱形机头设计,使用透波材料优化进气道鼓包,着重优化了座舱空腔结构对雷达波散射问题,机头雷达也采用了锯齿设计,同时延长了发动机机舱长度,有效改善了尾部红外隐身性能;因此歼-20的隐身性能虽不及F-22的0.1平米,但也接近这个水准,隐身性能并不差。

综合上述,有关歼-20是否是五代机这个问题,外界最质疑的两项指标目前都具备了,还有什么理由说其不够格呢?歼-20还有诸多F-22所不及的优点,比如作战航程、作战半径以及空战武器射程等,我国歼-20是根据解放军空军作战需求量身定做,其技战术指标具有中国特色,未来标配的涡扇-15发动机成熟,歼-20今日的缺点或将带来更多的意外惊喜,岂不快哉!


鹰鸽分析


没有涡扇15的歼20算不算5代机?其实这里面涉及两个问题,一个是五代机的标准是什么?另一个是缺少WS-15发动机是不是就意味着歼20无法实现超音速巡航?


歼20
地面测试图(图片来源网络

先回答第一个问题。目前世界上主流观点认为,五代机的标准是4s能力,即隐形、超音速巡航、超机动性以及超强态势感知能力,这个4s标准是f22“猛禽”之后确立起来的,后来被中俄欧等普遍接受。F-22后的几款隐形战机基本都以这4s能力为目标靠近。因此,可以说不能超音速巡航就不能叫做5代机。
F-22是第一款拥有4S能力的战机

那是不是缺少涡扇15发动机,中国歼20就无法实现超音速巡航呢?其实不是这样的。目前没有确切证据证明WS-15已经装配在歼20上,首批服役的歼20采用的很可能是俄制AL-31改型发动机或者国产WS-10B发动机。以涡扇10b为例,其单发最大推力12吨,虽然这个数值在世界上只能算上中等,但加力情况下让最大起飞重量30来吨的歼20实现1.5马赫超音速巡航应该问题不大。因此,即使没有涡扇15,歼20也能实现超巡,自然算5代机。


涡扇10系列发动机测试图

之所以说中国无法缺少涡扇15,是因为涡扇15最大推力16吨,一旦应用成功,足以让歼20拥有接近2马赫的超巡速度。只有这样,才能将歼20独特气动布局带来的机动性优势发挥的淋漓尽致。


兵者诡道也


歼-20即使不装WS-15,也一样是五代机,但是无法实现超音速巡航的要求。

超音速巡航的要求是:发动机不开加力的情况下飞行速度达到1.5马赫以上。因为加力的耗油率过高,飞机不可能在开加力的情况下进行巡航,只能用最大军用推力进行巡航。

而要知道能不能超巡,这个只需要算一下不开加力下的最大推重比,然后和F-22对比一下就行了。

歼-20不装WS-15,那么也就是装WS-10B或者AL-31F。这两型发动机的性能相似,前者最大军用推力为7.5吨,后者为7.8吨。涵道比分别为0.89与0.6。

而F-22的F-119发动机,单台最大军用推力11.8吨,涵道比仅0.3。涵道比越小,发动机产生的阻力就越小。

即使F-22的发动机如此牛逼,也仅仅能以1.58马赫的速度进行超音速巡航。歼-20与F-22空重相似,起飞重量也相似,如果说歼-20能够靠WS-10B和AL-31F进行超音速巡航,那么在巡航时的升阻比将比F-22高出50%-60%,这还不算上这两款发动机更大涵道比带来的超音速飞行阻力。

知道这意味着什么吗?这意味着歼-20的气动性能要比F-22整整先进一代以上。每一代战斗机在整体升力特性上相比上一代战机大多就高出30%左右。美国从F-15发展到F-22,这两款战机差了一代,性能天差地别,但是F-22的巡航升阻比也仅仅是比F-15高35%左右。

然后你说歼-20的气动要比F-22高出一代不止,这个不是我不信的问题,而是:这根本不符合常识。技术上要这么牛逼都能直接搞六代机了。


战斗机解说家


但别高兴太早,超机动性、隐身、超音速巡航、超感知一样都不拉下,自然算是五代机了。

只不过——所谓的五代机标准啊,其实是一个很模糊的概念。

并不能确立一个战斗机的真正作战能力。在1981年,美国空军开始形成了对新的空优战斗机的要求,打算取代F-15的主力位置而实施ATF计划,美国空军就发布了先进战术战斗机的请求信息。主要概念为包括隐身技术、短距起落和超音速巡航 等等的一系列新技术指标,ATF计划被认为是纳入新技术,使用新材料的一次战机技术变革活动。但是——ATF计划也并没有提出4S要求。所谓的4S其实是学术界的马后炮罢了。

就题主提到的没有WS-15发动机的情况下,咱就得说说歼-20的超巡能力了。

在配备AF-31发动机的时候歼-20可以以1.51马赫的速度进行超音速巡航,经过计算,如果使用WS-15发动机的话,歼-20的巡航速度可以达到1.84马赫。

所以说目前配备在歼-20和以后将要配备在歼-20上的发动机其实都可以让这架飞机超音速巡航。

以一个发动机来肯定或者否定一架战机其实并不明智,毕竟现代战机其实是一个综合的系统工程。虽然很多的时候是在“堆料”,但核心的材料不好也不会被堆上去。


军武数据库


超音速巡航有两种,一种是在不开加力燃烧的状态下,让飞机从亚音速进入超音速,并可以长时间维持巡航状态,美国的F22属于这种超音速巡航。还有一种超音速巡航,是先打开加力燃烧室,等飞机跨过音障进入超音速,关闭加力燃烧室并长时间维持超音速巡航状态,苏俄的米格31就属于这种超音速巡航。

歼二十受制于国产发动机的推力不足,如果进行超音速巡航,以目前装备的发动机来看,应该做不到F22不用加力燃烧就达到超音速巡航。歼二十现阶段的超音速巡航应该类似米格31,进入高亚音速后打开加力燃烧室,突破音障进入超音速巡航状态后,关闭加力燃烧室并维持超音速巡航飞行。

歼二十的气动布局与机翼面积,都是为实现超音速巡航设计的,完全可以采用开加力进入超音速飞行状态后,关闭加力燃烧室并且有能力长时间维持。飞机超音速巡航能力除了发动机有足够的推力,气动布局设计也非常重要,尤其是机翼的设计尤为重要。

设计时为了让战机获得超音速巡航的能力,机翼一般都设计的很薄以外,机翼面积也会相应的减小。我们都知道机翼面积越大,飞机获得的升力了越大,但机翼面积增大也会带来阻力加大,飞机获得了足够的升力却牺牲了速度。减小机翼面积会让飞机损失一定的升力,但有利于提高飞机的速度。

歼二十是现有几款重型隐身战机中,机翼面积最小的,不论F22还是苏57的机翼面积都大于歼二十,但歼二十的机体确是这三种战机中最大的。之所以出现这种情况,就是因为国产发动机推力不足,不得不牺牲一部分机翼提供的升力,最大限度减少机翼面积过大带来的阻力,用鸭翼与机翼的远距耦合效应,在实现高机动性的同时,同时也获得额外的升力,用来弥补发动机推力不足带来的性能影响。

最终我的结论是歼二十现在配套的发动机,可以实现超音速巡航,但做不到F22那种不开加力燃烧就就可以进入超音速巡航状态。但是以歼二十的气动布局设计,以后换装配套的涡扇十五发动机后,完全可以实现不开加力燃烧,就达到超音速巡航状态。


雯臣


你的关键问题是能不能超巡,那么一个问题,

你怎么知道能超巡?

还是不能超巡?

你凭什么?

嗯哼?

你说?

你是开过?

还是见过它不能或者能超巡?


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